圓柱﹑機翼等物體繞流流動顯示觀察

1、圓柱圓柱機翼等物體的繞機翼等物體的繞流流動顯示觀察流流動顯示觀察 Nanjing, China本科生教學(xué)課程梵高梵高 星夜星夜流動顯示的示例流動顯示的示例 子彈頭部的激波流動顯示的示例流動顯示的示例 機翼的啟動渦流動顯示的應(yīng)用示例流動顯示的應(yīng)用示例 汽車工程中應(yīng)用流動顯示技術(shù)研究繞流汽車的流場，力求提高速度、減阻節(jié)能。環(huán)保工程中用染色法或煙線法研究煙囪的煙氣擴散規(guī)律，合理選擇煙囪的位置和高度。 實際地形實際地形均勻流均勻流分層流分層流流動顯示的應(yīng)用示例流動顯示的應(yīng)用示例觀察流體繞不同物體流動時的各種流動現(xiàn)象，由繞流圖象定性說明繞流特性。實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?.繞圓柱體的流動。2.繞機翼 的流動。3

2、.觀察流體流過 等流段縱剖面上的流線。流動顯示的意義流動顯示的意義 在教學(xué)上，可以輔助觀察流動現(xiàn)象，認識流動規(guī)律，理解基本概念； 在科研上，發(fā)現(xiàn)新的流動現(xiàn)象，建立、改進和驗證理論模型； 在工程上，解決實際問題。實驗原理實驗原理 染色法 電化學(xué)法 氫泡法 空氣泡法 煙流法 光學(xué)法 油膜法 本實驗采用最先進的 電化學(xué)法電化學(xué)法 顯示流線常用的流動顯示方法：實驗原理實驗原理電化學(xué)法電化學(xué)法 原理原理 含化學(xué)指示劑的顯示液，酸度不同時顯示不同顏色。 配置顯示液到臨界狀態(tài)，剛好呈現(xiàn)酸性；當(dāng)顯示液中插入電極通電時，水電解使流過負極附近的顯示液呈現(xiàn)堿性而變色，形成彩色條紋。 僅適用于極低速度下流動顯示。 常

3、用試劑：常用試劑：百里酚蘭、酚酞、甲基紅等。實驗設(shè)備實驗設(shè)備 流動過程采取封閉自循環(huán)形式。1.水泵開起，工作液體流動，在電極的作用下，工作液體形成電解并產(chǎn)生數(shù)十條色線，這些色線可看成是一條條流線。2.當(dāng)物體被置于流場中時，其尾部的流線將產(chǎn)生擾動，擾動所形成的色線圖形即為該物體的繞流圖象。 實驗效果實驗效果 機翼機翼 圓柱圓柱 管道管道 電化學(xué)法流動顯示示例 有沒有 分離？文丘里孔板閘板突擴突縮實驗步驟實驗步驟打開電源開關(guān)和泵開關(guān)，稍等片刻，流線儀即可顯示流線。本實驗所用流線顯示儀共有三種，分別用以演示機翼繞流機翼繞流圓柱繞流圓柱繞流管渠過流管渠過流各種演示看完后，關(guān)閉流線演示儀泵開關(guān)和電源開關(guān)

4、，并整理好實驗現(xiàn)場。 123觀察實驗演示觀察實驗演示 演示機翼繞流的流線分布 1.機翼向天側(cè)（外包線曲率較大）流線較密，表明流速大，壓強低；2.機翼向地側(cè)，流線較疏，壓強較高。說明：說明：1.整個機翼受到一個向上的合力，該力被稱為升力。2.在機翼腰部開有溝通兩側(cè)的孔道，孔道中有染色電極。3.在機翼兩側(cè)壓力差的作用下，必有分流經(jīng)孔道從向地側(cè)流至向天側(cè)，這可通過孔道中染色電極釋放的色素顯現(xiàn)出來。4.在流道出口端（上端）還可觀察到流線匯集到一處，并無交叉，從而驗證流線不會重合的特性。 演示圓柱繞流 說明：說明：圓柱兩側(cè)轉(zhuǎn)捩點趨于重合，零流線（沿圓柱表面的流線）在前駐點分成左右2支，經(jīng)90點（uuma

5、x）后在背滯點處又合二為一了。這是由于繞流液體是理想液體（勢流必備條件之一），由伯努里方程知，圓柱繞流在前駐點（u0）勢能最大，90點（uumax）,勢能最小，而到達后滯點后滯點（u0），動能又全轉(zhuǎn)換為勢能，勢能又最大。故其流線又復(fù)原到駐點前的形狀。 流速很低（0.51.0s），能量損失可忽略。其流動可視為勢流。其流動可視為勢流。 uuru觀察實驗演示觀察實驗演示 演示 等流段縱剖面上的流譜 說明：說明：1.演示是在小Re數(shù)下進行，液體在流經(jīng)這些管段時，有擴有縮。2.由于邊界本身亦是一條流線，通過在邊界上特布設(shè)的電極，該流線亦能得以演示。 文丘里管突然擴大和突然縮小明渠閘板孔板觀察實驗演示觀察實驗演示思考題思考題駐滯點的流線為何可分又可合？駐滯點的流線為何可分又可合？這與流線的性質(zhì)是否矛盾？這與流線的性質(zhì)是否矛盾？ 課程安排課程安排1.1.實驗報告評分標準（實驗報告評分標準（100100分計）分計）1）簡述實驗?zāi)康募皩嶒炘?、繪制實驗系統(tǒng)簡圖，滿分）簡述實驗?zāi)康募皩嶒炘?、繪制實驗系統(tǒng)簡圖，滿分20分。分。2）原始數(shù)據(jù)完整，數(shù)據(jù)處理過程清晰，結(jié)果正確。能正確）原始數(shù)據(jù)完整，數(shù)據(jù)處理過程清晰，結(jié)果正確。能正確繪制實驗曲線，滿分繪制實驗曲線，滿分60分。分。3）對實驗結(jié)果分析，滿分）對實驗結(jié)果分析，滿分20分。分。2.2.實驗過程（表現(xiàn)）評分標準（實驗過程（表現(xiàn)）評分標